CN112683444B

CN112683444B - 四线摆装置、转动惯量测量系统、方法和处理装置

Info

Publication number: CN112683444B
Application number: CN202011400995.2A
Authority: CN
Inventors: 时磊; 殷金祥; 易辉强
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2040-12-03
Also published as: CN112683444A

Abstract

本发明实施例提供一种四线摆装置、转动惯量测量系统、方法和处理装置，所述装置包括顶部框架以及位于所述顶部框架下方的底架，所述顶部框架与所述底架之间通过悬线连接，所述底架包括正方形外框以及位于所述正方形外框内的米字型架，所述正方形外框的中心与所述米字型架的中心重合；所述正方形外框的中心与所述顶部框架的中心之间的连线垂直于水平面；所述米字型架上方设置有用于放置被测试件的圆盘，通过对底架的结构设置为正方形外框及在正方形外框内的米字型架，可以提高圆盘的稳定性，避免圆盘变形，解决现有三线摆在测量被测试件时存在的圆盘尺寸不能满足要求，圆盘易变形，无法测量质量较大的部件或测量结果的精度较低等问题。

Description

四线摆装置、转动惯量测量系统、方法和处理装置

技术领域

本发明实施例涉及转动惯量测量技术领域，尤其涉及一种四线摆装置、转动惯量测量系统、方法和处理装置。

背景技术

在汽车动力总成悬置和驾驶室悬置设计开发过程中，常常要通过试验手段测得动力总成和驾驶室等部件的转动惯量和惯性积，作为设计输入的关键参数来设计动力总成和驾驶室等部件的悬置位置和悬置刚度。

目前常采用三线摆来测量动力总成和驾驶室等部件的转动惯量和惯性积。三线摆装置是测量物体转动惯量的常用力学实验仪器，一般由上圆盘、下圆盘及连接上圆盘和下圆盘的三根悬线组成，其中，下圆盘用来放置被测试件，利用放置被测试件前后转动周期的变化来测量被测试件的转动惯量。

然而，当被测试件非圆形且质量较大、体积较大时，圆盘尺寸不能满足要求，且圆盘易变形，使得无法测量质量较大的部件或测量结果的精度较低，无法满足中重型商用车动力总成和驾驶室等部件的转动惯量及惯性积的测量需求。

发明内容

本发明实施例提供一种四线摆装置、转动惯量测量系统、方法和处理装置，以解决现有的三线摆装置存在的圆盘尺寸不能满足要求，圆盘易变形，无法测量质量较大的部件或测量结果的精度较低等问题。

第一方面，本发明实施例提供一种四线摆装置，包括：顶部框架以及位于所述顶部框架下方的底架，所述顶部框架与所述底架之间通过悬线连接；

所述底架包括正方形外框以及位于所述正方形外框内的米字型架；所述正方形外框的中心与所述米字型架的中心重合；

所述正方形外框的中心与所述顶部框架的中心之间的连线垂直于水平面；

所述米字型架上方设置有用于放置被测试件的圆盘。

可选的，所述正方形外框的边长小于所述顶部框架的边长；

所述正方形外框的四个顶角处分别焊接有摆臂，所述摆臂与底架中心预设距离处设置有用于供所述悬线穿过的挂线孔。

可选的，所述悬线为钢丝绳；所述底架的材质为方钢。

可选的，在所述顶部框架的悬挂点处设置滑轮，所述滑轮上涂有润滑剂，所述悬线缠绕在滑轮上，并与所述悬挂点连接。

第二方面，本发明实施例提供一种转动惯量测量系统，包括第一方面任一项所述的四线摆装置、加速度传感器以及与所述加速度传感器通信连接、用于测量所述四线摆装置的转动惯量的处理装置；

其中，所述加速度传感器设置在所述底架上，所述加速度传感器用于在测试时采集所述底架的加速度信息。

第三方面，本发明实施例提供一种基于第二方面所述系统的转动惯量测量方法，所述方法包括：

获取所述底架的质量、所述被测试件的质量以及所述挂线孔至所述圆盘的中心距离；

获取对空置的四线摆装置进行测试时的第一悬线长度和所述加速度传感器采集到的第一加速度信息，根据所述第一加速度信息计算第一摆动周期；

获取对放置有被测试件的四线摆装置进行测试，且被测试件绕参考坐标轴旋转时的第二悬线长度和所述加速度传感器采集到的第二加速度信息，根据所述第二加速度信息计算第二摆动周期；

根据所述第一摆动周期、第二摆动周期、第一悬线长度、第二悬线长度、挂线孔至所述圆盘的中心的距离、底架的质量以及被测试件的质量，确定所述被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量。

可选的，根据所述第一摆动周期、第二摆动周期、第一悬线长度、第二悬线长度、挂线孔至所述圆盘的中心的距离、底架的质量以及被测试件的质量，确定所述被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量，包括：

将底架的质量、挂线孔至所述圆盘的中心的距离的平方、第一摆动周期的平方和重力加速度相乘得到第一相乘结果；将常数项与所述第一悬线长度相乘得到第二相乘结果；将第一相乘结果与第二相乘结果相除得到第一转动惯量；

将底架的质量和被测试件的质量求和，得到求和结果；将所述求和结果、挂线孔至所述圆盘的中心的距离的平方、第二摆动周期的平方和重力加速度相乘得到第三相乘结果；将常数项与所述第二悬线长度相乘得到第四相乘结果；将第三相乘结果与第四相乘结果相除得到第二转动惯量；

将所述第二转动惯量与所述第一转动惯量相减，得到所述被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量。

可选的，所述方法还包括：

获取所述被测试件在第一倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度和第三转动惯量；获取所述被测试件在第二倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度和第四转动惯量；获取所述被测试件在第三倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度和第五转动惯量；

根据所述被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量、第一倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度、第二倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度、第三倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度、第三转动惯量、第四转动惯量、第五转动惯量确定惯性积。

第四方面，本发明实施例提供一种处理装置，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上述第三方面任一项所述的转动惯量测量方法的步骤。

第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上述第三方面任一项所述的转动惯量测量方法的步骤。

本发明实施例提供的四线摆装置、转动惯量测量系统、方法和处理装置，该四线摆装置包括顶部框架以及位于所述顶部框架下方的底架，所述顶部框架与所述底架之间通过悬线连接；所述底架包括正方形外框以及位于所述正方形外框内的米字型架；所述正方形外框的中心与所述米字型架的中心重合；所述正方形外框的中心与所述顶部框架的中心之间的连线垂直于水平面；所述米字型架上方设置有用于放置被测试件的圆盘，通过对底架的结构设置为正方形外框及在正方形外框内的米字型架，在米字型架的上方设置圆盘，提高圆盘的稳定性，避免圆盘变形，解决现有三线摆在测量被测试件时存在的圆盘尺寸不能满足要求，圆盘易变形，无法测量质量较大的部件或测量结果的精度较低等问题，满足中重型商用车动力总成和驾驶室等部件的转动惯量及惯性积的测量需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种三线摆的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的四线摆的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的转动惯量测量系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的转动惯量测量方法的流程示意图

图5为本发明实施例提供的惯性积测量时的角度示意图；

图6为本发明实施例提供的处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在汽车的动力总成悬置和驾驶室悬置的开发过程中，需要先确定动力总成和驾驶室等部件的转动惯量和惯性积，目前采用的方式是通过三线摆试验台来测量动力总成和驾驶室等部件的转动惯量和惯性积。

图1为本发明实施例提供的一种三线摆的结构示意图，如图1所示，三线摆包括支架101、上圆盘102、三线摆头103和下圆盘104。支架101用于固定上圆盘102，上圆盘102用于悬挂三线摆头103的一端，三线摆头103的另一端与下圆盘104连接。在测量汽车的动力总成悬置和驾驶室悬置等被测试件的转动惯量时，可以将被测试件放置在下圆盘104上，利用放置被测试件前后转动周期的变化来测量被测试件的转动惯量。

其中，一般下圆盘的尺寸较小，且当被测试件质量较大时，容易引起下圆盘的变形。当被测试件尺寸超过下圆盘时，使用下圆盘测量时不太方便。因此，若采用此种三线摆测量尺寸较大或质量较大的被测试件，将无法进行测量，或测量时下圆盘发生变形，使得测量结果的精度不准确。因此，有必要对现有的三线摆进行改进，以解决无法测量质量较大的部件或测量结果的精度较低等问题，避免中重型商用车的开发受到制约。

本发明实施例提供一种四线摆装置，通过在圆盘的下方水平设置底架，底架包括正方形外框和位于正方形外框的米字型架，将正方形外框的中心和米字型架的中心重合，将底架通过悬线与顶部框架连接，形成一种四线摆装置，通过将底架和顶部框架设置成四边形可以实现测量体积较大的被测试件，通过在圆盘下方设置正方形外框和位于正方形外框的米字型架能够实现圆盘不易变形，能够测量质量较大的被测试件，当圆盘不会变形时，测量的结果的精度也会提高，从而解决中重型商用车的开发受到制约的问题。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本发明实施例提供的四线摆的结构示意图；如图2所示，本实施例的四线摆装置，可以包括：

顶部框架1以及位于所述顶部框架1下方的底架，所述顶部框架1与所述底架之间通过悬线2连接；所述底架包括正方形外框3以及位于所述正方形外框3内的米字型架4；所述正方形外框3的中心与所述米字型架4的中心重合；所述正方形外框3的中心与所述顶部框架1的中心之间的连线垂直于水平面；所述米字型架4上方设置有用于放置被测试件的圆盘5。

在本实施例中，四线摆装置包括顶部框架1，顶部框架1设置为四边形，在顶部框架1的下方设置有底架，底架包括正方形外框3和位于正方形外框3内的米字型架4，通过将底架设置为正方形外框3和米字型架4的结构可以使得底架更加稳固。在米字型架4的上方设置有圆盘5，可以将被测试件放置在圆盘5上。

顶部框架1与底架之间通过悬线2连接。

可选的，可以将正方形外框3的边长设置为小于所述顶部框架1的边长，并在正方形外框3的四个顶角处设置摆臂6，通过在摆臂6上设置挂线孔来悬挂悬线2，可悬挂四条悬线，形成四线摆装置。

可选的，还可以将正方形外框3的边长等于顶部框架1的边长，在正方形外框3上设置挂线孔，通过挂线孔来悬挂悬线2，挂线孔的设置位置可以为方形外框3的四个顶角处，可悬挂四条悬线，形成四线摆装置。此外，挂线孔也可以设置在正方形外框3的四个边上，形成四线摆装置。

为了保证底架的平衡性，需要将各个部分的圆心分别重合。即圆盘5的中心和米字架4的中心的连线垂直于水平面，米字架4的中心和正方形外框3的中心重合，同时正方形外框3的中心与顶部框架1的中心之间的连线与水平面垂直。

该四线摆装置体积较大，其中的顶部框架1可以固定在某一位置，当不进行试验时，可以将底架和圆盘5取下，避免空间的浪费。

通过将四线摆的底架设置为正方形外框3加米字型架4的结构，使得底架具有较大强度，位于底架上的圆盘5具有不易变形的优点，使得四线摆装置可以测量质量较大的被测试件。将底架和顶部框架1设置为四边形，可以测量体积较大且非圆形的被测试件，当放置被测试件的圆盘不易变形时，测得的结果具有较高的精度。

可选的，所述正方形外框3的边长小于所述顶部框架1的边长；所述正方形外框3的四个顶角处分别焊接有摆臂6，所述摆臂6到底架中心预设距离处设置有用于供所述悬线2穿过的挂线孔。

在本实施例中，为了便于悬挂悬线2，可以将正方形外框3的边长设置为小于顶部框架1的边长，进而可以在正方形外框3的四个顶角处焊接一定长度的摆臂6，其中，针对一个顶点，该顶点处焊接的摆臂的方向为：该正方形外框3的圆心与该顶点连线的延长线的方向。其中，摆臂的个数为四个，在四个摆臂上可以设置挂线孔。其中，挂线孔的直径可以为10mm。其中，各个挂线孔与底架中心的距离相等，均为预设距离。

通过在正方形外框3的四个顶角处焊接摆臂，通过摆臂设置挂线孔可以在满足测量质量较大的被测试件的前提下节约四线摆装置使用的材料。

可选的，所述悬线为钢丝绳；所述底架的材质为方钢。

在本实施例中，悬线2的材质设置为钢丝绳，钢丝绳具有形变小，承重大的优点，适合测量质量较大的被测试件。

底架的材质为方钢，具体的，可以采用45号方钢焊接而成，方钢具有高刚度、轻质量的优点。其中，45号方钢的厚度为3mm，外径为50mm。底架采用方钢焊接而成，使得底架强度加大，且不易变形。

可选的，在所述顶部框架1的悬挂点处设置滑轮，所述滑轮上涂有润滑剂，所述悬线2缠绕在滑轮上，并与所述悬挂点连接。

通过在顶部框架1的悬挂点处设置滑轮，可以便于对悬线的长度进行调节。优选的，该滑轮可以为定滑轮。通过设置滑轮可以方便地将各个悬线的长度调节为相同长度，避免人工手动进行调节。此外，还可以在滑轮上涂抹润滑剂，具有减少摩擦和降低噪音优点。

表1示出了四线摆装置与三线摆装置比较结果，从表中可以发现现有的三线摆装置具有测量精度低、可测量试件的质量小，稳定性差的缺陷，而四线摆装置具有测量精度高、可测量试件的质量大和稳定性好的优点，同时四线摆的台架重量较大，需要多人操作才能完成试验。

表1四线摆装置与三线摆装置比较

图3为本发明实施例提供的转动惯量测量系统的结构示意图，如图3所示，所述系统包括上述实施例所述的四线摆装置301、加速度传感器302以及与所述加速度传感器通信连接、用于测量所述四线摆装置的转动惯量的处理装置303。

其中，所述加速度传感器302设置在所述底架上，所述加速度传感器302用于在测试时采集所述底架的加速度信息。

在本实施例中，当测量被测试件的转动惯量时，需要将底架沿水平方向旋转一个较小的角度，该角度为小于5度的一个角度，然后将底架释放使其自由摆动。其中，底架在摆动的过程中需要获取摆动周期，即底架完成一次往复运动所需的时间。

其中，摆动周期可以通过加速度传感器来获取，加速度传感器可以放置在底架上，能够获取底架在自由摆动过程中的加速度信号，其中，通过加速度信号可以获取单位时间底架的往返次数，从而确定底架往返一次所需的时间，即摆动周期。

其中，加速度传感器302在确定摆动周期后，可以将摆动周期发送给处理装置303，加速度传感器和处理装置之间可以通过近距离或远距离的无线通信来实现将摆动周期发送给处理装置。

通过上述系统，可以实现在获取摆动周期后，处理装置直接根据获取的摆动周期确定转动惯量。

图4为本发明实施例提供的转动惯量测量方法的流程示意图，所述方法的执行主体可以为处理装置，如图4所示，所述方法包括：

S401、获取所述底架的质量、所述被测试件的质量以及所述挂线孔至所述圆盘的中心距离。

S402、获取对空置的四线摆装置进行测试时的第一悬线长度和所述加速度传感器采集到的第一加速度信息，根据所述第一加速度信息计算第一摆动周期。

S403、获取对放置有被测试件的四线摆装置进行测试，且被测试件绕参考坐标轴旋转时的第二悬线长度和所述加速度传感器采集到的第二加速度信息，根据所述第二加速度信息计算第二摆动周期。

S404、根据所述第一摆动周期、第二摆动周期、第一悬线长度、第二悬线长度、挂线孔至所述圆盘的中心的距离、底架的质量以及被测试件的质量，确定所述被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量。

在本实施例中，在对被测试件进行测量之前，需要先根据被测试件建立参考坐标系。其中，参考坐标系的原点O为被测试件的质心，过质心平行于发动机曲轴的方向为X轴，垂直向上的方向为Z轴，通过右手法则确定Y轴，并建立参考坐标系OXYZ，其中X轴，Y轴和Z轴为参考坐标轴。其中，转动惯量可以表示被测试件在转动时的惯性性质。

在测量被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量时，可以测量绕任一参考坐标轴旋转时的转动惯量，也可以测量绕三个轴旋转时的转动惯量。

在测量被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量时，可以先测量空置的四线摆装置进行测量时的信息，将空置的四线摆装置旋转一定角度，如小于5度的任一角度，并进行释放，通过加速度传感器获取第一加速度信息，根据所述第一加速度信息计算第一摆动周期。此时的悬线长度为第一悬线长度。

下面以测量被测试件绕X轴旋转时的转动惯量为例进行说明。当要测量被测试件绕X轴旋转时的转动惯量时，需要调整被测试件的放置方式，将被测试件的X轴与四线摆装置的顶部框架与底架中心的连线重合。在确定被测试件的放置方式后，获取所述底架的质量、所述被测试件的质量以及所述挂线孔至所述圆盘的中心距离。然后将放置被测试件的底架旋转一定角度，如小于5度的任一角度，并进行释放，通过加速度传感器获取第二加速度信息，并根据第二加速度信息确定第二摆动周期。此时的悬线长度为第二悬线长度。

最后，根据获取的空置的四线摆装置旋转时的参数信息和放置被测试件时绕X轴旋转时的参数信息来确定被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量。

其中，被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量为被测试件与底架绕参考坐标轴旋转时的转动惯量减去空置的四线摆装置旋转时的转动惯量。

采用同样的方法，可以确定被测试件绕Y轴旋转时的转动惯量和被测试件绕Z轴旋转时的转动惯量。

上述方法通过处理装置对获取的数据进行处理，能够根据获取的数据直接确定通过四线摆装置测量的被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量，无需通过人工计算，能够快速确定被测试件的转动惯量。

将底架的质量、挂线孔至所述圆盘的中心的距离的平方、第一摆动周期的平方和重力加速度相乘得到第一相乘结果；将常数项与所述第一悬线长度相乘得到第二相乘结果；将第一相乘结果与第二相乘结果相除得到第一转动惯量；将底架的质量和被测试件的质量求和，得到求和结果；将所述求和结果、挂线孔至所述圆盘的中心的距离的平方、第二摆动周期的平方和重力加速度相乘得到第三相乘结果；将常数项与所述第二悬线长度相乘得到第四相乘结果；将第三相乘结果与第四相乘结果相除得到第二转动惯量；将所述第二转动惯量与所述第一转动惯量相减，得到所述被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量。

其中，均质底架的质量为m，挂线孔至所述圆盘的中心的距离为r，第一摆动周期为T₀，重力加速度为g，第一悬线长度为l₀，则可以通过如下公式确定第一转动惯量J₁。

其中，第一转动惯量的分子为第一相乘结果，第一转动惯量的分母为第二相乘结果。

此外，被测试件的质量为M，第二摆动周期为T₁，第二悬线长度为l₁，则可以通过如下公式确定第二转动惯量J₂。

其中，第二转动惯量的分子为第三相乘结果，第二转动惯量的分母为第四相乘结果。

在确定第一转动惯量和第二转动惯量后，可以将第二转动惯量和第一转动惯量相减，即通过如下公式得到被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量J。

J＝J₂-J₁

其中，为了便于区分被测试件分别绕不同参考坐标轴旋转时的转动惯量，被测试件绕X轴的转动惯量定义为J_x，绕Y轴的转动惯量定义为J_y，绕Z轴的转动惯量定义为J_z。

通过上述方法可以准确确定被测试件分别绕不同参考坐标轴旋转时的转动惯量。

可选的，所述方法还包括：获取所述被测试件在第一倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度和第三转动惯量；获取所述被测试件在第二倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度和第四转动惯量；获取所述被测试件在第三倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度和第五转动惯量；根据所述被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量、第一倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度、第二倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度、第三倾斜姿态下绕预设旋转轴的倾斜角度、第三转动惯量、第四转动惯量、第五转动惯量确定惯性积。

与转动惯量类似，惯性积也可以表示被测试件在转动时的惯性性质。因此，在确定被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量后，可以继续测量被测试件在参考坐标系下的惯性积。其中，惯性积是指在参考坐标系(试件坐标系)OXYZ的对应下标平面绕XYZ轴旋转角度后的转动惯量。

图5为本发明实施例提供的惯性积测量时的角度示意图，其中，在测量被测试件的惯性积时，可以将A设为被测试件上的任意一点，改变被测试件的姿态，使其处于第一姿态，第一姿态可以为被测试件绕X轴旋转，且将被测试件沿X轴抬起一定的角度，使被测试件处于绕OA轴旋转的姿态。如图5所示，确定此时的X轴与OA轴的夹角α，以及通过上述测量转动惯量的方法确定在第一姿态下的第三转动惯量。

采用相同的方法，再次改变被测试件的姿态，使其处于第二姿态，第二姿态可以为被测试件绕Y轴旋转，且将被测试件沿Y轴抬起一定角度，使被测试件处于绕OA轴旋转的姿态，确定此时的Y轴与OA轴的夹角β，以及通过上述测量转动惯量的方法确定在第二姿态下的第四转动惯量。

同样的，改变被测试件的姿态，使其处于第三姿态，第三姿态可以为被测试件绕Z轴旋转，且将被测试件沿Z轴抬起一定角度，使被测试件处于绕OA轴旋转的姿态，确定此时的Z轴与OA轴的夹角γ，以及通过上述测量转动惯量的方法确定在第三姿态下的第五转动惯量。

通过将处于各个姿态下的转动惯量和对应的夹角代入下述公式，可以得到三个包含三个未知量的方程组，从而可以确定惯性积J_xy、J_yz和J_xz。

J＝J_xcos²α+J_ycos²β+J_zcos²γ-2J_yzcosβcosγ-2J_xzcosαcosγ-2J_xycosαcosβ

其中，惯性积J_xy表示被测试件在xoy平面内的惯性积，惯性积J_yz表示被测试件在yoz平面内的惯性积，惯性积J_xz表示被测试件在xoz平面内的惯性积。

通过上述方法可以进一步确定被测试件的惯性积，将测量的数据输入处理装置即可得到通过四线摆的试验台架确定被测试件的惯性积。

图6为本发明实施例提供的处理装置的硬件结构示意图。如图6所示，本实施例提供的处理装置60包括：至少一个处理器601和存储器602。其中，处理器601、存储器602通过总线603连接。

在具体实现过程中，至少一个处理器601执行所述存储器602存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器601执行上述方法实施例中的数据处理方法。

处理器601的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。

在上述的图6所示的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器。

总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现上述方法实施例的转动惯量测量方法的步骤。

上述的计算机可读存储介质，上述可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。可读存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

一种示例性的可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuits，简称：ASIC)中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于设备中。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种四线摆装置，包括顶部框架以及位于所述顶部框架下方的底架，所述顶部框架与所述底架之间通过悬线连接；所述顶部框架为四边形；

所述底架包括正方形外框以及位于所述正方形外框内的米字型架；所述正方形外框的中心与所述米字型架的中心重合；所述正方形外框的边长小于所述顶部框架的边长；

所述正方形外框的四个顶角处分别焊接有摆臂，所述摆臂位于所述正方形外框的中心与顶点连线的延长线上，所述摆臂与底架中心预设距离处设置有用于供所述悬线的一端穿过的挂线孔；各所述悬线的另一端分别连接在所述顶部框架的四个角上；

所述米字型架上方设置有用于放置被测试件的圆盘。

2.根据权利要求1所述的四线摆装置，其特征在于，所述悬线为钢丝绳；所述底架的材质为方钢。

3.根据权利要求2所述的四线摆装置，其特征在于，在所述顶部框架的悬挂点处设置滑轮，所述滑轮上涂有润滑剂，所述悬线缠绕在滑轮上，并与所述悬挂点连接。

4.一种转动惯量测量系统，包括权利要求1-3任一项所述的四线摆装置、加速度传感器以及与所述加速度传感器通信连接、用于测量所述四线摆装置的转动惯量的处理装置；

5.一种基于权利要求4所述的系统的转动惯量测量方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一摆动周期、第二摆动周期、第一悬线长度、第二悬线长度、挂线孔至所述圆盘的中心的距离、底架的质量以及被测试件的质量，确定所述被测试件绕参考坐标轴旋转时的转动惯量，包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种处理装置，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求5至7任一项所述的转动惯量测量方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要求5至7任一项所述的转动惯量测量方法的步骤。